KR101531461B1

KR101531461B1 - 강판 형상 제어 방법 및 강판 형상 제어 장치

Info

Publication number: KR101531461B1
Application number: KR1020137033474A
Authority: KR
Inventors: 야스시 구리스; 요시히로 야마다; 후토시 니시무라; 가츠야 고지마; 준야 다카하시; 마사아키 오모다카; 마사후미 마츠모토; 히로유키 다나카
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2015-06-24
Also published as: KR20140010183A; BR112014006754A2; MX2014003465A; CN103597111A; EP2848711A4; JPWO2013168668A1; EP2848711A1; MX352532B; CN103597111B; BR112014006754B1; JP5440745B1; US10343867B2; EP2848711B1; US9551056B2; WO2013168668A1; US20170088381A1; US20140211361A1

Abstract

(A)제1 수치 해석을 행함으로써 전자석 위치의 강판의 목표 교정 형상을 만곡 형상으로 설정하고, (B)전자석 위치에서 강판이 목표 교정형 형상이 되도록 전자 교정하면서 강판을 주행시켰을 때, 강판 형상을 측정하고, (C)당해 강판 형상에 기초하여 노즐 위치의 강판 형상을 계산하고, (D)노즐 위치의 강판 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 목표 교정 형상을 보다 작은 휨량의 만곡 형상으로 재설정하여 상기 (B) 및 (C) 공정을 반복하고, (E)상기 노즐 위치의 강판 형상의 휨량이 상한값 미만인 경우, (F)제2 수치 해석을 행함으로써 노즐 위치의 강판의 진동을 계산하고, (G)당해 진동의 진폭이 제2 상한값 이상인 경우, 당해 진폭이 제2 상한값 미만이 될 때까지 전자석의 제어 게인을 조정하는, 강판 형상 제어 방법.

Description

강판 형상 제어 방법 및 강판 형상 제어 장치{STEEL SHEET SHAPE CONTROL METHOD AND STEEL SHEET SHAPE CONTROL DEVICE}

본 발명은 연속 용융 금속 도금 장치에 있어서 강판의 도금 부착량을 균일화하기 위한 강판 형상 제어 방법 및 강판 형상 제어 장치에 관한 것이다.

본원은, 2012년 5월 10일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-108500호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이것들의 내용을 여기에 원용한다.

용해 도금 강판을 제조할 경우에는, 우선, 강판을 용해 도금욕 내에서 주행시키고, 그 표리면에 도금을 부착시킨다. 계속해서, 도금이 부착된 강판을 용해 도금욕 밖으로 퇴출시켜서 주행시키면서 그 표리면을 향해서 와이핑 노즐로부터 공기 등의 가스를 내뿜고, 강판에 부착된 도금을 불식함으로써, 도금의 부착량을 조정하여 용해 도금 강판을 제조한다.

도금의 부착량이 균일한 용해 도금 강판을 제조하기 위해서는, 와이핑 노즐과 강판의 표리면의 간격을 가능한 한 일정하게 할 필요가 있다. 이로 인해, 일반적으로는, 용해 도금욕 내의 출측 부근에, 강판을 판 두께 방향으로 가압하여 강판 형상을 평탄화하기 위한 서포트 롤이 설치되어 있다. 그러나, 이 서포트 롤만으로는 강판 형상을 충분히 교정할 수 없어서 용해 도금욕 이외에 퇴출된 강판에는 판 폭 방향으로 휨(소위 C 휨, W 휨 등)이 발생해버린다.

종래부터, 이러한 강판의 휨을 교정하기 위하여 복수의 전자석을 사용한 전자 교정 기술이 사용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 강판의 판 폭 방향의 양단부에 있어서의 도금 부착량을 균일화하기 위해서, 별도의 센서에 의해 계측한 강판의 양단부의 판 두께 방향의 위치의 정보를 참조하여 전자 교정을 행하고, 강판의 양단부의 휨을 적절한 방향으로 교정하는 것이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 전자석으로 강판의 C 휨을 교정할 때, 강판의 판 폭 변경이나 사행에 대응하기 위해서, 복수의 전자석의 판 폭 방향의 배치를 조정하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 동일하게 강판의 판 폭 변경이나 사행에 대응하기 위해서, 전자석을 판 폭 방향으로 이동시키는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 4에는, 강판 표측과 이측의 전자석의 출력값에 따라서 서포트 롤을 한 쌍으로 이동시켜서 패스 라인을 자동 조정하는 제어 수단을 구비한 강판 형상 교정 장치가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 5에는, 스트립에 대향하여 복수개의 센서와 전자석을 설치하고, 스트립의 위치를 전자석의 측에 설치한 센서와 전자석으로부터 이격된 예를 들어 와이핑 노즐 위치 등에 설치한 센서로 검출하고, 그 2개의 신호를 전자석의 전류에 피드백하여 전자석으로부터 이격된 와이핑 노즐 위치 등에서 스트립의 형상 교정 및 스트립의 제진을 행하는 장치가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 6에는, 도금 두께를 조정하는 가스 와이핑 노즐과, 가스 와이핑 노즐부의 금속대의 형상 위치를 비접촉으로 제어하는 비접촉 제어 장치와, 용융 금속 도금욕 내에서 가스 와이핑 노즐부의 금속대의 형상을 교정하는 욕중 교정 롤을 구비하는 연속 용융 금속 도금 라인에서 금속대에 용융 금속 도금할 때, 용융 금속 도금하는 금속대의 적어도 두께에 기초하여 비접촉 제어 장치 단독으로 가스 와이핑 노즐부의 금속대의 형상 위치를 제어하는 것이 가능한지 여부의 판단을 행하는, 연속 용융 금속 도금 방법이 개시되어 있다. 비접촉 제어 장치 단독으로 가스 와이핑 노즐부의 금속대의 형상 위치를 제어하는 것이 가능한 금속대는, 욕중 교정 롤을 금속대와 접촉하지 않도록 하여 비접촉 제어 장치 단독으로 금속대의 형상 위치를 제어한다. 비접촉 제어 장치 단독으로 금속대의 형상 위치를 제어하는 것이 곤란한 금속대는, 욕중 교정 롤 단독으로, 또는 욕중 교정 롤과 비접촉 제어 장치를 병용하여 금속대의 형상 위치를 제어한다.

일본 특허 공개2007-296559호 공보 일본 특허 공개2004-306142호 공보 일본 특허 공개2003-293111호 공보 일본 특허 공개2003-113460호 공보 일본 특허 공개평8-010847호 공보 일본 특허 제5169089호 공보

상술한 바와 같이, 강판에 대한 도금 부착량을 균일화하는 방법으로서 종래부터 다양한 방법이 제안되고 있다. 대부분은 전자석 설비 단체의 개선에 관한 것이다.

욕중 롤에 의한 강판의 판 폭 방향의 휨 형상을 고려하여 강판의 판 폭 방향의 형상을 최적화할 경우, 전자석의 위치에서 강판의 휨을 교정했다고 해도 와이핑 노즐의 위치에서 강판에 휨이 발생하고 있으면, 강판의 판 폭 방향의 도금 부착량이 불균일해진다. 또한, 고속 통판 시에는, 도금욕으로부터 인상된 강판에 진동이 발생하므로, 강판의 길이 방향의 도금 부착량이 불균일해진다.

또한, 일반적으로 전자석에 의해 억제 가능한 진동의 주파수에는 상한이 있고, 전자석의 주파수 응답 이상의 고주파수의 진동을 억제할 수 없다. 게다가, 전자석에 의한 전자력으로 강판의 진동을 억제할 때, 전자력으로 확실히 강판을 보유 지지하면, 강판에 전자력 부가 위치를 마디로 하는 자발 진동이 발생한다.

본 발명은 강판의 판 폭 방향의 형상을 최적화 함으로써, 강판의 휨과 진동을 적절하게 억제하고, 강판의 판 폭 방향 및 길이 방향의 도금 부착량을 균일화하는 것이 가능한, 신규이면서도 개량된 강판 형상 제어 방법 및 강판 형상 제어 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 도금욕으로부터 인상된 강판에 대향하여 배치되는 와이핑 노즐과, 상기 와이핑 노즐보다도 상방에 있어서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되는 복수쌍의 전자석을 구비한 연속 용융 금속 도금 장치에 있어서, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 대하여 판 두께 방향으로 전자력을 부가함으로써 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 제어하는 강판 형상 제어 방법은,

(A)상기 강판의 통판 조건에 기초하여 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 만곡 형상으로 설정하는 공정과,

(B)상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상이 상기 (A) 공정에서 설정된 만곡형 형상이 되도록, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 와이핑 노즐과 상기 전자석의 사이의 소정 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하는, 또는, 상기 전자석 위치보다도 후단에서 상기 강판에 대한 용융 금속의 부착량을 측정하는 공정과,

(C)상기 (B) 공정에서 측정된 형상 또는 부착량에 기초하여 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 계산하는 공정과,

(D)상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 상기 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A) 공정에서 설정된 만곡 형상과는 상이한 휨량의 만곡 형상으로 조정하여 상기 (B) 및 (C) 공정을 반복하는 공정과,

(E)상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 소정 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하는 공정과,

(F)상기 (E) 공정에서 측정된 진동에 기초하여 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 계산하는 공정과,

(G)상기 (F) 공정에서 계산된 진동의 진폭이 제2 상한값 이상인 경우, 당해 진폭이 상기 제2 상한값 미만이 되도록 상기 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 제어 게인을 조정하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태에 있어서, 상기 연속 용융 금속 도금 장치는, 상기 와이핑 노즐보다도 상방 또한 상기 전자석보다도 하방에 있어서 상기 강판에 대향하여 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 1 또는 2 이상의 제1 센서를 또한 구비하고,

상기 (B) 공정에서는, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하고,

상기 (E) 공정에서는, 상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하도록 해도 된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 제1 양태 또는 제2 양태에 있어서, 상기 연속 용융 금속 도금 장치는, 상기 전자석의 위치에 있어서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 복수쌍의 제2 센서를 또한 구비하고,

상기 (A) 공정은,

(A1)상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 제2 센서에 의해 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 공정과,

(A2)상기 (A1) 공정에서 측정된 위치에 기초하여 상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에 있어서의 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상을 계산하는 공정과,

(A3)상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2) 공정에서 계산된 휨 형상에 따른 만곡 형상으로 설정하는 공정을 포함하도록 해도 된다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 제3 양태에 있어서, 상기 (A3) 공정에서는, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2) 공정에서 계산된 휨 형상과 판 두께 방향에 대칭한 만곡 형상으로 설정하도록 해도 된다.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 제1 양태 또는 제2 양태에 있어서,

상기 (A) 공정에서는,

전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 통판 조건마다 상기 전자석에 의한 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 미리 정한 데이터 베이스를 사용하여 상기 목표 교정 형상을 설정하도록 해도 된다.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 제1 양태 내지 제5 양태 중 어느 한 항에 있어서,

상기 (D) 공정에서는,

전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 도금욕 내에 설치된 롤의 배치를 조정하도록 해도 된다.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 제6 양태에 있어서, 상기 롤은, 상기 강판의 주행 방향을 연직 상방으로 변환하는 싱크 롤과, 상기 싱크 롤의 상방에 설치되고, 연직 상방으로 주행하는 상기 강판에 접촉하는 적어도 하나의 서포트 롤을 포함하고,

상기 (D) 공정에서는,

전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 서포트 롤에 의한 상기 강판의 압입량을 조정하도록 해도 된다.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 제1 양태 내지 제7 양태 중 어느 한 항에 있어서,

상기 (D) 공정에서는,

상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 또는, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상의 휨량이 소정의 범위 외가 되는 경우, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A) 공정에서 설정된 만곡 형상보다 작은 휨량의 만곡 형상으로 재설정하여 상기 (B) 및 (C) 공정을 반복하도록 해도 된다.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 제1 양태 내지 제8 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수치 해석은 가상 롤을 사용하여 행해져도 된다.

본 발명의 제10 양태에 따르면, 제1 양태 내지 제9 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 수치 해석에 있어서, 스프링 상수를 사용하여 상기 강판의 상기 진폭이 계산되어도 된다.

본 발명의 제11 양태에 따르면, 제1 양태 내지 제10 양태 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전자석의 제어 방식은 PID 제어이며,

상기 (G) 공정에서는,

상기 제어 게인으로서 상기 PID 제어의 비례 동작의 비례 게인을 저하시킴으로써 상기 진폭을 억제해도 된다.

본 발명의 제12 양태에 따르면, 제5 양태 내지 제11 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량의 범위는 2.0mm 이상이어도 된다.

본 발명의 제13 양태에 따르면, 제1 양태 내지 제12 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 상한값은 1.0mm이며, 상기 제2 상한값은 2.0mm이어도 된다.

본 발명의 제14 양태에 따르면, 도금욕으로부터 인상된 강판에 대향하여 배치되는 와이핑 노즐을 구비한 연속 용융 금속 도금 장치에 설치되고, 상기 강판에 대하여 판 두께 방향으로 전자력을 부가함으로써 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 제어하는 강판 형상 제어 장치는,

상기 와이핑 노즐보다도 상방에 있어서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되는 복수쌍의 전자석과,

상기 전자석을 제어하는 제어 장치를 구비하고,

상기 제어 장치는,

(A)상기 강판의 통판 조건에 기초하여 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 만곡 형상으로 설정하고,

(B)상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상이 상기 (A)에서 설정된 만곡형 형상이 되도록, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 와이핑 노즐과 상기 전자석의 사이의 소정 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하는, 또는, 상기 전자석 위치보다도 후단에서 상기 강판에 대한 용융 금속의 부착량을 측정하고,

(C)상기 (B)에서 측정된 형상 또는 부착량에 기초하여 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 계산하고,

(D)상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 상기 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A)에서 설정된 만곡 형상과는 상이한 휨량의 만곡 형상으로 조정하여 상기 (B) 및 (C)를 반복하고,

(E)상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 소정 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하고,

(F)상기 (E)에서 측정된 진동에 기초하여 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 계산하고,

(G)상기 (F)에서 계산된 진동의 진폭이 제2 상한값 이상인 경우, 당해 진폭이 상기 제2 상한값 미만이 되도록 상기 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 제어 게인을 조정한다.

본 발명의 제15 양태에 따르면, 제14 양태에 있어서, 상기 강판 형상 제어 장치는, 상기 와이핑 노즐보다도 상방 또한 상기 전자석보다도 하방에 있어서 상기 강판에 대향하여 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 1 또는 2 이상의 제1 센서를 또한 구비하고,

상기 제어 장치는,

상기 (B)에서는, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하고,

상기 (E)에서는, 상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하도록 해도 된다.

본 발명의 제16 양태에 따르면, 제14 양태 또는 제15 양태에 있어서, 상기 강판 형상 제어 장치는, 상기 전자석의 위치에 있어서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 복수쌍의 제2 센서를 또한 구비하고,

상기 제어 장치는,

상기 (A)에서 상기 목표 교정 형상을 설정할 때,

(A1)상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 제2 센서에 의해 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하고,

(A2)상기 (A1)에서 측정된 위치에 기초하여 상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에 있어서의 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상을 계산하고,

(A3)상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2)에서 계산된 휨 형상에 따른 만곡 형상으로 설정하도록 해도 된다.

본 발명의 제17 양태에 따르면, 제16 양태에 있어서, 상기 (A3)에서는, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2)에서 계산된 휨 형상과 판 두께 방향에 대칭한 만곡 형상으로 설정하도록 해도 된다.

본 발명의 제18 양태에 따르면, 제14 양태 또는 제15 양태에 있어서,

상기 제어 장치는,

상기 (A)에서 상기 목표 교정 형상을 설정할 때,

본 발명의 제19 양태에 따르면, 제14 양태 내지 제18 양태 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 (D)에 있어서,

본 발명의 제20 양태에 따르면, 제19 양태에 있어서, 상기 롤은, 상기 강판의 주행 방향을 연직 상방으로 변환하는 싱크 롤과, 상기 싱크 롤의 상방에 설치되고, 연직 상방으로 주행하는 상기 강판에 접촉하는 적어도 하나의 서포트 롤을 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 (D)에 있어서,

본 발명의 제21 양태에 따르면, 제14 양태 내지 제20 양태 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 (D)에 있어서,

상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 또는, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상의 휨량이 소정의 범위 외가 되는 경우, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A)에서 설정된 만곡 형상보다 작은 휨량의 만곡 형상으로 재설정하여 상기 (B) 및 (C)를 반복하도록 해도 된다.

본 발명의 제22 양태에 따르면, 제14 양태 내지 제21 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 수치 해석은 가상 롤을 사용하여 행해져도 된다.

본 발명의 제23 양태에 따르면, 제14 양태 내지 제22 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 수치 해석에 있어서, 스프링 상수를 사용하여 상기 강판의 상기 진폭이 계산되어도 된다.

본 발명의 제24 양태에 따르면, 제14 양태 내지 제23 양태 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전자석의 제어 방식은 PID 제어이며,

상기 (G) 공정에서는,

상기 제어 게인으로서 상기 PID 제어의 비례 동작의 비례 게인을 저하시킴으로써, 상기 진폭을 억제해도 된다.

본 발명의 제25 양태에 따르면, 제18 양태 내지 제24 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량의 범위는 2.0mm 이상이어도 된다.

본 발명의 제26 양태에 따르면, 제14 양태 내지 제25 양태 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 상한값은 1.0mm이며, 상기 제2 상한값은 2.0mm이어도 된다.

상기 구성에 따르면, 전자석의 위치에서 강판의 판 폭 방향의 형상을 편평하게 교정하는 것이 아니라, 적극적으로 만곡 형상으로 교정함으로써, 와이핑 노즐과 전자석의 사이를 통과하는 강판의 강성을 높이고, 와이핑 노즐의 위치에서의 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량을 제1 상한값 이하로 제어한다. 이에 의해, 와이핑 노즐의 위치에서의 강판의 판 폭 방향의 형상을 편평하게 제어할 수 있다. 따라서, 와이핑 노즐에 의해 강판의 판 폭 방향으로 균일하게 용해 도금을 불식할 수 있으므로, 강판의 판 폭 방향의 도금 부착량을 균일화할 수 있다.

또한, 상기와 같은 전자 교정에 의해 전자석의 위치에서의 강판의 강성을 높이므로, 와이핑 노즐의 위치에서 강판의 판 두께 방향의 진동도 억제할 수 있다. 따라서, 와이핑 노즐에 의해 강판의 길이 방향으로 균일하게 용해 도금을 불식할 수 있으므로, 강판의 길이 방향의 도금 부착량도 균일화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 각 양태에 따르면, 강판의 판 폭 방향의 형상을 최적화 함으로써, 강판의 휨과 진동을 적절하게 억제하고, 강판의 판 폭 방향 및 길이 방향의 도금 부착량을 균일화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치를 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치를 도시하는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2의 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 장치의 전자석군의 배치를 도시하는 수평 단면도이다.
도 4는 동일 실시 형태에 관한 전자석 위치에서의 강판의 목표 교정 형상을 도시하는 수평 단면도이다.
도 5는 동일 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 동일 실시 형태에 관한 목표 교정 형상의 설정 방법의 구체예를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 동일 실시 형태에 관한 제1 수치 해석에 있어서의 모델을 도시하는 도면이다.
도 8은 동일 실시 형태에 관한 제2 수치 해석에 있어서의 모델을 도시하는 도면이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

(1. 연속 용융 금속 도금 장치의 구성)

우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 장치가 적용되는 연속 용융 금속 도금 장치의 전체 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치(1)를 도시하는 모식도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 연속 용융 금속 도금 장치(1)는, 띠 형상의 강판(2)을 용융 금속을 만족한 도금욕(3)에 침지시킴으로써 강판(2)의 표면에 용융 금속을 연속적으로 부착시키기 위한 장치이다. 연속 용융 금속 도금 장치(1)는 욕조(4)와 싱크 롤(5)과 와이핑 노즐(8)과 강판 형상 제어 장치(10)를 구비한다. 강판 형상 제어 장치(10)는 센서(11)와 위치 센서를 갖는 전자석군(12)과 도금 부착량 측정 장치(13)와 제어 장치(14)와 데이터 베이스(15)를 구비한다. 이러한 연속 용융 금속 도금 장치(1)는, 강판(2)이 화살표 방향으로 진행하고, 욕조(4)에 저류된 도금욕(3) 내를 주행하고나서 도금욕(3) 밖으로 퇴출하도록 구성되어 있다.

강판(2)은 용융 금속에 의한 도금 대상이 되는 띠 형상의 금속 재료이다. 또한, 도금욕(3)을 구성하는 용융 금속은 아연, 납-주석, 알루미늄 등의 내식성 금속이 일반적이지만, 도금 금속으로서 사용되는 그 밖의 금속이어도 된다. 용융 금속으로 강판(2)을 도금하여 얻어지는 용해 도금 강판으로서는 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판 등이 대표적이지만, 그 밖의 종류의 도금 강판이어도 된다. 이하에서는, 도금욕(3)을 이루는 용융 금속으로서 용융 아연을 사용하고, 강판(2) 표면에 용융 아연을 부착시켜서 용융 아연 도금 강판을 제조하는 예에 대하여 설명한다.

욕조(4)는 용융 아연(용융 금속)으로 이루어지는 도금욕(3)을 저류한다. 도금욕(3) 내에는 축방향을 수평하게 하여 회전 가능하게 축설되는 싱크 롤(5)이 설치되어 있다.

싱크 롤(5)은 강판(2)을 안내하기 위하여 도금욕(3) 내에 배치되는 롤(이하, 욕중 롤)의 일례이며, 도금욕(3) 내의 최하방에 배치된다. 싱크 롤(5)은 강판(2)의 주행에 따라서 도시된 반시계 주위로 회전한다. 이 싱크 롤(5)은 도금욕(3) 내에 비스듬한 하방을 향하여 도입된 강판(2)을 연직 방향 상방(반송 방향(X))으로 방향 전환한다.

또한, 싱크 롤(5)의 바로 위의 도금욕(3) 밖이며, 도금욕(3)의 욕면으로부터 소정의 높이만큼 상방에는 한 쌍의 와이핑 노즐(8, 8)이 대향 배치된다. 와이핑 노즐(8, 8)은, 판 두께 방향(Z)의 양측으로부터 강판(2)의 표면에 기체(예를 들어 공기)를 분사하는 가스 와이핑 노즐로 구성된다. 이러한 와이핑 노즐(8, 8)은, 도금욕(3)으로부터 반송 방향(X)(연직 방향)으로 인상된 강판(2)의 양면에 기체를 분사하여 잉여한 용융 아연(용융 금속)을 불식한다. 이에 의해, 강판(2)의 표면에 대한 용융 아연(용융 금속)의 부착량(활성탄의 중량)이 조정된다.

또한, 와이핑 노즐(8, 8)의 상방에는 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 제어하기 위한 강판 형상 제어 장치(10)가 설치된다. 이 강판 형상 제어 장치(10)는, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 축에 대한 휨(소위 C 휨, W 휨 등)을 교정하기 위한 형상 교정 장치로서 기능한다. 이러한 강판 형상 제어 장치(10)는, 도 1에 도시하는 센서(11, 11), 전자석군(12, 12), 도금 부착량 측정 장치(13, 13) 및 제어 장치(14) 등으로 구성되지만, 이들의 상세한 것은 후술한다.

또한, 연속 용융 금속 도금 장치(1)는, 도시한 구성 요소 이외에도 도금욕(3) 밖의 최상방에서 강판(2)의 진행 방향을 변환하면서 지지하는 톱 롤이나, 상기 톱 롤에 이르는 도중에 강판(2)을 지지하는 중간 롤 등을 구비해도 된다. 또, 상기 톱 롤의 하류에 합금화 처리를 행하는 합금화로를 배치해도 된다.

이어서, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치(1)의 전체 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 제2 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치(1)를 도시하는 모식도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치(1)는, 상기 제1 실시 형태(도 1 참조)에 비해 도금욕(3) 내에 한 쌍의 서포트 롤(6, 7)을 구비하는 점에서 상이하고, 그 밖의 구성은 동일하다.

서포트 롤(6, 7)은, 싱크 롤(5)과 마찬가지로, 강판(2)을 안내하는 욕중 롤의 일례이며, 싱크 롤(5)의 비스듬한 상방의 용해 도금욕(3) 내의 출측 부근에 쌍이 되어 설치된다. 이 서포트 롤(6, 7)도 축방향을 수평하게 하여 도시하지 않은 베어링에 의해 회전 가능하게 축설되어 있다.

이러한 서포트 롤(6, 7)은, 싱크 롤(5)로부터 연직 방향으로 인상된 강판(2)을 판 두께 방향(Z)의 양측으로부터 끼워 넣도록 하여 배치되고, 강판(2)을 판 두께 방향(Z)으로 가압함으로써 강판(2)의 형상을 교정한다. 즉, 서포트 롤(6, 7)은, 싱크 롤(5)로부터 반송 방향(X)(연직 상방)을 향하는 패스 라인(6a)에 따라서 주행하는 강판(2)에 대하여 판 두께 방향(Z)의 양측으로부터 접촉한다. 이 때, 한쪽의 서포트 롤(6)을 판 두께 방향(Z)으로 압입함으로써, 강판(2)은 서포트 롤(6, 7)의 사이를 꿰매듯이 주행하여 형상 교정된다. 이 때의 서포트 롤(6)의 압입량을 인터 메쉬(IM)라고 칭한다. 즉 IM은, 반송 방향(X)에 따른 패스 라인(6a)을 주행하는 강판(2)에 대한 서포트 롤(6)의 판 두께 방향(Z)의 압입량을 나타내는 파라미터이다.

이어서, 상기 구성의 연속 용융 금속 도금 장치(1)의 도금 라인 상에서 강판(2)을 주행시키는 수순에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 1, 2에 나타내는 반송 방향(X), 판 폭 방향(Y) 및 판 두께 방향(Z)이 서로 직교하도록 구성되어 있다.

도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 연속 용융 금속 도금 장치(1)는, 도시하지 않은 구동원에 의해 강판(2)을 길이 방향(화살표 방향)으로 주행시키고, 도시하지 않은 스나우트를 통하여 도금욕(3) 내에 상방에서 하방으로 소정의 경사 각도로 진입시킨다. 그리고, 진입시킨 강판(2)을 도금욕(3) 내에서 주행시킴으로써 용융 아연(용융 금속)을 강판(2)의 표리면에 부착시킨다. 도금욕(3) 내를 주행하는 강판(2)은 싱크 롤(5)을 주회하여 그 진행 방향이 연직 방향 상방으로 변환되고, 도금욕(3)의 상방으로 퇴출된다. 이 때, 도 2의 구성의 연속 용융 금속 도금 장치(1)에서는, 도금욕(3) 내를 연직 방향 상방으로 주행하는 강판(2)은 한 쌍의 서포트 롤(6, 7)의 사이를 통과할 때에 형상 교정된다.

계속해서, 도금욕(3)으로부터 인상된 강판(2)은 반송 방향(X)(연직 방향 상방)을 따라서 주행하고, 대향 배치된 와이핑 노즐(8, 8)의 사이를 통과한다. 이 때, 주행하는 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측으로부터 와이핑 노즐(8, 8)에 의해 공기를 분사하고, 강판(2)의 양면에 부착된 용융 아연(용융 금속)의 도금을 날려버리고, 도금 부착량이 조정된다.

와이핑 노즐(8, 8) 사이를 통과한 강판(2)은 또한 반송 방향(X)을 따라서 주행하고, 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 배치되는 센서(11, 11), 전자석군(12, 12), 도금 부착량 측정 장치(13, 13)의 사이를 순서대로 진행하여 판 폭 방향(Y)의 형상이 교정된다.

이상과 같이 하여, 연속 용융 금속 도금 장치(1)는, 강판(2)을 도금욕(3) 내에 연속적으로 침지하여 용융 아연(용융 금속)으로 도금함으로써, 소정의 도금 부착량의 용융 아연 도금 강판(용융 금속 도금 강판)을 제조한다.

(2. 강판 형상 제어 장치의 구성)

이어서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 장치(10)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 장치(10)의 전자석군(12, 12)의 배치를 도시하는 수평 단면도이다.

도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 강판 형상 제어 장치(10)는, 와이핑 노즐(8, 8)을 퇴출하여 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 배치되는 복수쌍의 센서(11, 11), 복수쌍의 전자석군(12, 12), 복수쌍의 도금 부착량 측정 장치(13, 13)와, 이들을 제어하는 제어 장치(14)를 구비한다.

우선, 센서(11)에 대하여 설명한다. 센서(11, 11)(본 발명의 「제1 센서」에 상당함)는, 상기 와이핑 노즐(8, 8)의 상방에 있어서, 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 대향 배치된다. 각 센서(11)는, 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 위치를 측정하는 기능을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 센서(11)는, 대향하는 강판(2)까지의 거리를 측정하는 거리 센서로 구성된다. 예를 들어, 거리 센서로서, 강판(2)에 발생한 와전류에 의한 센서 코일의 임피던스 변화에 기초하여 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 위치를 측정하는 와류식 변위계를 사용할 수 있다.

또한, 각 센서(11)는, 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)이 판 두께 방향(Z)으로 진동해도, 강판(2)과 접촉하지 않도록 강판(2)으로부터 소정 거리만큼 이격되어 배치되어 있다. 이러한 센서(11)는 강판(2)의 판 폭 방향(Y)을 따라서 소정 간격으로 복수 배치되어 있다. 그리고, 이들 복수의 센서(11)는 각각 대향하는 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 위치를 측정한다. 이에 의해, 센서(11, 11)를 사용하여 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상(판 폭 방향(Y)의 축에 대한 휨 형상)이 측정 가능해진다.

상기 센서(11, 11)는, 상기 와이핑 노즐(8, 8)보다도 상방이며, 또한, 전자석군(12, 12)보다도 하방의 소정의 높이 위치에 배치된다. 본 실시 형태에서는, 센서(11, 11)는, 와이핑 노즐(8, 8)의 근방의 높이 위치에 일렬로 배치되어 있고, 와이핑 노즐(8, 8)의 근방에 있어서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 측정할 수 있도록 되어 있다. 그러나, 이러한 예에 한정되지 않고, 센서(11, 11)는 와이핑 노즐(8, 8)과 전자석군(12, 12)의 사이이면 임의의 높이 위치에 1열 또는 복수열로 배치되어도 된다. 예를 들어, 전자석군(12, 12)의 근방이나, 와이핑 노즐(8, 8)과 전자석군(12, 12)의 중간 등에 배치되어도 되고, 전자석군(12, 12)의 근방 및 와이핑 노즐(8, 8)의 근방에 2열로 배치되어도 된다. 이하에서는, 센서(11, 11)가 배치되는 반송 방향(X)의 높이 위치를 「센서 위치」라고 칭한다.

본 실시 형태에서는, 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 판 폭 방향(Y)을 따라서 복수쌍의 센서(11, 11)가 배치되어 있으므로, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 정확하게 측정할 수 있다. 그러나, 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 일측에만 센서(11)를 배치해도, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 측정하는 것은 가능하다.

이어서, 전자석군(12)에 대하여 설명한다. 전자석군(12, 12)은, 상기 센서(11, 11)의 상방에 있어서, 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 대향 배치된다. 전자석군(12, 12)은 와이핑 노즐(8, 8)보다도 상방이면 임의의 높이 위치에 배치되어도 된다. 이하에서는, 전자석군(12, 12)이 배치되는 반송 방향(X)의 높이 위치를 「전자석 위치」라고 칭한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전자석군(12, 12)은, 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 판 폭 방향(Y)을 따라서 배치되는 복수쌍의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)으로 이루어진다. 한쪽의 전자석군(12)을 이루는 전자석(101 내지 107)과, 다른 쪽의 전자석군(12)을 이루는 전자석(111 내지 117)은 각각 서로 판 두께 방향(Z)으로 대향 배치되어 있다. 도시한 예에서는, 강판(2)의 양측에 각각 7개의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)이 판 폭 방향(Y)을 따라서 소정 간격으로 배치되어 있고, 7쌍의 전자석이 대향 배치되어 있다. 예를 들어, 전자석(101)과 전자석(111)은 강판(2)을 판 두께 방향(Z)을 사이에 두도록 대향 배치되어 있다. 마찬가지로, 다른 각 전자석(102 내지 107)과 각 전자석(112 내지 117)도 각각 1:1로 대향 배치되어 있다.

또한, 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에는 위치 센서(121 내지 127, 131 내지 137)(본 발명의 「제2 센서」에 상당함)가 설치되어 있다. 이 센서(121 내지 127, 131 내지 137)는, 전자석 위치에 있어서 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 판 폭 방향(Y)을 따라서 배치되고, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 위치를 측정한다. 또한, 도 3의 예에서는, 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)과 위치 센서(121 내지 127, 131 내지 137)가 1:1로 배치되어 있지만, 위치 센서(121 내지 127, 131 내지 137)의 배치 및 설치수는 적절히 변경해도 된다.

본 실시 형태에서는, 한쪽의 전자석군(12)을 이루는 전자석(101 내지 107)과, 다른 쪽의 전자석군(12)을 이루는 전자석(111 내지 117)은 판 두께 방향(Z)으로 거리 2L만큼 이격되어 있다. 즉, 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)은 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)이 판 두께 방향(Z)으로 진동해도, 강판(2)과 접촉하지 않도록 강판(2)으로부터 소정 거리 L만큼 이격되어 배치되어 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 양쪽의 전자석군(12, 12)으로부터 판 두께 방향(Z)으로 등거리(L)에 있는 중간 위치를 나타내는 직선을 센터라인(22)이라고 칭한다. 이 센터라인(22)은 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 축에 해당한다.

전자석 위치에 있어서 강판(2)이 판 폭 방향(Y)으로 휘어 있지 않고, 완전히 평탄하면, 강판(2)의 단면은 센터라인(22) 상에 위치하게 된다. 그러나, 실제의 조업에서는, 욕중 롤의 영향에 의해, 반송 방향(X)에 주행하는 강판(2)은 판 두께 방향(Z)으로 만곡하여 판 폭 방향(Y)의 휨(C 휨, W 휨 등)이 발생해버리는 경우가 있다. 도 3의 예에서는, 강판(2)이 휨량(d_M)으로 C 휨 되어 있는 상태를 도시하고 있다. 또한, 휨량(d_M)은, 강판의 최대 볼록부부터 강판(2)의 최대 오목부까지의 판 두께 방향(Z)의 길이를 의미한다. 휨량(d_M)이 클수록 강판(2)의 휨이 심해진다.

본 실시 형태에서는, 이러한 휨에 대응하기 위해서 강판 형상 제어 장치(10)를 설치하여 강판(2)에 전자력을 부가함으로써, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 교정할 수 있도록 하고 있다. 즉, 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)은 대향하는 강판(2)의 각 부위에 판 두께 방향(Z)으로 전자력을 부가함으로써, 당해 강판(2)의 각 부위를 판 두께 방향(Z)으로 자기 흡인한다. 이에 의해, 전자석군(12, 12) 전체에 의해, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위를 상이한 강도로 자기 흡인하여 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 임의의 목표 교정 형상(20)으로 교정할 수 있다.

이어서, 도금 부착량 측정 장치(13)에 대하여 설명한다. 연속 용융 금속 도금 장치(1)의 라인 후단에는, 주행하는 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 양측에 대향 배치된 도금 부착량 측정 장치(13, 13)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도금 부착량 측정 장치(13, 13)로서, 예를 들어 형광 X선 장치를 사용하고 있다. 형광 X선 장치는, 강판(2)의 표리면에 각각 X선을 조사하고, 부착된 도금으로부터 방사되는 형광 X선량을 측정함으로써, 강판(2)의 표리면에 부착된 도금의 부착량을 각각 측정하는 것이 가능하다.

또한, 각 도금 부착량 측정 장치(13)는, 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)이 판 두께 방향(Z)으로 진동해도, 강판(2)과 접촉하지 않도록 강판(2)으로부터 소정 거리만큼 이격되어 배치되어 있다. 이러한 도금 부착량 측정 장치(13)는, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)을 따라서 소정 간격으로 복수 배치되어도 되고, 1개만 배치하여 판 폭 방향으로 주사해도 된다. 이에 의해 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 측정할 수 있다. 이에 의해, 측정된 도금 부착량을 사용하여 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상(판 폭 방향(Y)의 축에 대한 휨 형상)이 추정 가능해진다.

이어서, 제어 장치(14)에 대하여 설명한다. 제어 장치(14)는 마이크로프로세서 등의 연산 처리 장치로 구성된다. 데이터 베이스(15)는 반도체 메모리, 하드디스크 드라이브 등의 기억 장치로 구성되고, 제어 장치(14)에 의해 액세스 가능하게 되어 있다. 또한, 상술한 센서(11, 11), 전자석군(12, 12) 및 도금 부착량 측정 장치(13, 13)는 제어 장치(14)에 접속되어 있다. 제어 장치(14)는, 센서(11, 11) 또는 도금 부착량 측정 장치(13, 13)의 측정 결과에 기초하여 전자석군(12, 12)의 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)을 제어한다. 이 때의 제어 방식으로서는 피드백 제어, 예를 들어 PID 제어를 사용할 수 있다. 제어 장치(14)는, PID 제어용의 제어 파라미터를 설정하고, 당해 제어 파라미터를 사용하여 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 동작을 제어한다. 제어 파라미터는, 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 흐르는 전류를 제어하여 강판(2)에 부가하는 전자력을 제어하기 위한 파라미터이다. 이 제어 파라미터는, 예를 들어 PID 제어의 비례 동작(P 동작), 적분 동작(I 동작), 미분 동작(D 동작) 각각의 제어 게인(즉, 비례 게인(K_p), 적분 게인(K_i), 미분 게인(K_d)) 등을 포함한다. 제어 장치(14)는, 각각의 제어 게인을 0 내지 100％의 사이에서 설정하고, 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)이 발하는 전자력을 제어한다.

제어 장치(14)에는, 센서(11, 11)로부터, 센서 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치의 측정 결과의 정보가 입력된다. 또한, 제어 장치(14)에는, 도금 부착량 측정 장치(13, 13)로부터, 강판(2)의 표리면에 대한 도금 부착량의 측정 결과의 정보가 입력된다. 제어 장치(14)는, 당해 판 두께 방향(Z)의 위치 또는 도금 부착량의 정보나, 각종 통판 조건 및 데이터 베이스(15)에 유지되어 있는 정보 등에 기초하여 전자석군(12, 12)의 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)을 제어한다. 이 때, 제어 장치(14)는, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상이 적절한 목표 교정 형상(20)이 되도록 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)을 독립적으로 제어하여 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)부터 강판(2)의 각 부위에 대하여 판 두께 방향(Z)으로 전자력을 부가시킨다.

상세하게는, 예를 들어 제어 장치(14)는, 센서(11, 11)에 의한 측정 결과(즉, 센서 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치)에 기초하여 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치를 산출한다. 그리고, 제어 장치(14)는, 산출한 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치에 기초하여 전자석군(12, 12)를 제어하여 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위에 전자력을 부가하고, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 목표 교정 형상(20)으로 교정한다.

또한, 제어 장치(14)는, 도금 부착량 측정 장치(13, 13)로부터 입력된 강판(2)의 표리면의 도금 부착량의 측정 결과(즉, 와이핑 노즐 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 도금 부착량)에 기초하여 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치를 산출하고, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 목표 교정 형상(20)으로 교정할 수도 있다. 이 경우, 제어 장치(14)는, 예를 들어 데이터 베이스(15)에 미리 유지된 상관 데이터를 사용하여, 측정된 강판(2)의 표리면의 도금 부착량으로부터, 와이핑 노즐 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)에 따른 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치를 산출한다. 이 상관 데이터는, 각종 통판 조건 하에서, 강판(2)에 대한 도금 부착량과, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)에 따른 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치의 상관을, 미리 시험적 또는 경험적으로 구한 데이터이다. 그리고, 제어 장치(14)는, 당해 도금 부착량으로부터 산출한 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치에 기초하여 전자석군(12, 12)을 제어하여 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위에 전자력을 부가하고, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 목표 교정 형상(20)으로 교정한다.

또한, 대향 배치되는 각 전자석(101 내지 107)과 각 전자석(111 내지 117)은 동일한 판 폭 방향(Y)의 위치에서 각 쌍의 전자석 중 어느 일방측 또는 양측에 강판(2)을 자기 흡인하도록 설정되어 있다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 강판(2)의 일단부에 대향하는 판 폭 방향(Y)의 위치의 전자석(101)과 전자석(111)이 한 쌍인 것 중에서, 강판(2)으로부터 보다 먼 쪽에 있는 전자석(111)의 출력이, 보다 가까운 쪽에 있는 전자석(107)의 출력보다도 커지도록 설정된다. 그리고, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상이 목표 교정 형상(20)이 되는 방향(전자석(101)에서 전자석(111)을 향하는 방향)으로, 전자석(101, 111)으로 강판(2)의 일단부를 자기 흡인하여 형상 교정하도록 설정되어 있다. 또한, 대응하는 강판(2)의 부위로부터 전자석의 쌍이 등거리에 있는 경우(즉, 강판(2)의 부위가 센터라인(22) 상에 있는 경우)는 강판(2)의 당해 부위를 판 두께 방향(Z)으로 교정할 필요가 없으므로, 당해 전자석의 출력이 동등해지도록 설정된다.

또한, 제어 장치(14)는, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)을 따라서 배치된 복수의 센서(11)나, 도금 부착량 측정 장치(13) 및 복수의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 기동 및 정지를, 개별적으로 설정 가능하다. 강판(2)의 판 폭(W)이 큰 경우(예를 들어 W=1700mm), 판 폭 방향(Y)의 복수의 센서(11) 모두가 강판(2)과 대향한다. 한편, 강판(2)의 판 폭(W)이 작은 경우(예를 들어 W=900mm), 판 폭(W)이 좁은 강판(2)을 통판할 경우, 당해 복수의 센서(11) 중 중앙부측에 배치되는 센서(11)는 강판(2)과 대향하지만, 양단부측에 배치되는 센서(11)는 강판(2)과 대향하지 않는다. 이것은, 판 폭 방향(Y)을 따라서 배치된 복수의 도금 부착량 측정 장치(13) 및 복수의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)도 마찬가지이다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 제어 장치(14)는 강판(2)의 통판 조건으로서, 예를 들어 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)의 판 폭(W)의 정보를 미리 취득하고, 이 판 폭(W)의 정보에 기초하여 복수의 센서(11), 도금 부착량 측정 장치(13) 및 복수의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117) 중 강판(2)과 실제로 대향하는 센서, 도금 부착량 측정 장치 및 전자석만을 기동한다. 이에 의해, 연속 용융 금속 도금 장치(1)로 처리하는 강판(2)의 판 폭(W)에 따라서 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 위치의 측정이나, 도금 부착량의 측정, 형상 교정 등을 적절하게 실행할 수 있다.

예를 들어, 도 3의 예에서는, 판 폭 방향(Y)의 중앙에 1쌍의 전자석(104, 114)이 배치되고, 또한, 판 폭 방향(Y)으로 예를 들어 250mm 간격으로 복수쌍의 전자석(101 내지 103, 105 내지 107과 111 내지 113, 115 내지 117)이 배치되어 있다. 이 경우, 판 폭(W)=900mm인 강판(2)에 대해서는, 중앙측의 3쌍의 전자석(103 내지 105, 113 내지 115)이 전자력을 부여할 수 있다. 또한, 판 폭(W)=1700mm인 강판(2)에 대해서는, 7쌍의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117) 모두가 전자력을 부여할 수 있다.

강판 형상 제어 장치(10)는 이상과 같이 구성되어 있다. 상기 강판 형상 제어 장치(10)에 의해, 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)을 사용하여 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 목표 교정 형상(20)으로 교정함으로써, 본 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 방법이 실현되지만, 그 상세한 것은 후술한다.

(3. 전자석 위치에서의 교정 형상)

이어서, 도 4를 참조하여 상기 강판 형상 제어 장치(10)에 의해 강판(2)을 형상 교정할 때의 목표 교정 형상(20)에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시 형태에 관한 전자석 위치에서의 강판(2)의 실제의 휨 형상(21)과 목표 교정 형상(20)을 도시하는 모식도이다. 도 4에 있어서, 실선은, 전자력을 부가하지 않는 상태에서 측정된 전자석 위치에서의 실제의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 휨 형상(21)(이하 「측정 휨 형상(21)」이라고 함)을 나타내고, 파선은, 강판 형상 제어 장치(10)의 제어 장치(14)에 의해 설정되는 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 목표 교정 형상(20)을 나타낸다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제어 장치(14)는, 측정되는 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 휨 형상(측정 휨 형상(21))에 따라서 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 목표 교정 형상(20)을 설정한다. 본 실시 형태에서는, 목표 교정 형상(20)을 측정 휨 형상(21)과 판 두께 방향(Z)에 대칭인 만곡 형상으로 설정한다. 즉, 목표 교정 형상(20)과 측정 휨 형상(21)은 센터라인(22)을 대칭축으로 판 두께 방향(Z)에 대칭인 형상이다. 또한, 도 4 내의 복수의 정사각형은 상기 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)(도 3 참조)을 의미한다.

예를 들어 도 4의 (a), (b)의 경우에는, 전자석 위치에 있어서 강판(2)은 소위 W 휨 되어 있고, 강판(2)의 측정 휨 형상(21)은 복수의 요철을 갖는 W 형상의 만곡 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 이 W 휨의 휨량(d_M)은 소정의 임계값(d_th) 이상이다. 이 경우, 강판(2)의 목표 교정 형상(20)은 센터라인(22)을 대칭축으로 판 두께 방향(Z)에 대칭인 W 형상의 만곡 형상으로 설정된다.

또한, 도 4의 (c), (d)의 경우에는, 전자석 위치에 있어서 강판(2)은 소위 C 휨 되어 있고, 강판(2)의 측정 휨 형상(21)은 1개의 볼록부를 갖는 C 형상의 만곡 형상으로 되어 있다. 이 C 휨의 휨량(d_M)은 소정의 임계값(d_th) 이상이다. 이 경우, 강판(2)의 목표 교정 형상(20)은 센터라인(22)을 대칭축으로 판 두께 방향(Z)에 대칭인 C 형상의 만곡 형상으로 설정된다.

한편, 도 4의 (e), (f)의 경우에는, 전자석 위치에 있어서 강판(2)은 약간 평탄하고, 강판(2)의 측정 휨 형상(21)은 판 두께 방향(Z)으로 대부분 휘어 있지 않고, 휨량(d_M)은 소정의 임계값(d_th) 미만이다. 이 경우, 임계값(d_th) 이상의 휨량으로 만곡된 목표 교정 형상(20)을 설정할 수 없다. 따라서, 후술하는 바와 같이IM이나 욕중 롤의 배치를 조정함으로써, 억지로 전자석 위치에서 강판(2)을 판 폭 방향(Y)으로 휘게 하여 측정 휨 형상(21)이 임계값(d_th) 이상의 휨량(d_M)을 갖는 만곡형 형상이 되도록 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 조정한다. 그리고, 상기 도 4의 (a) 내지 (d)와 마찬가지로 하여 목표 교정 형상(20)을 설정한다.

이와 같이, 제어 장치(14)는, 전자석 위치에서의 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 측정 휨 형상(21)과 대칭인 만곡 형상으로 설정한다. 그리고, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상이 목표 교정 형상(20)이 되도록 강판(2)에 대향하는 복수쌍의 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)을 사용하여 강판(2)의 형상을 교정한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 전자석 위치에서의 강판의 판 폭 방향(Y)의 형상을 편평하게 하는 것이 아니고, 억지로 C 형상, W 형상, 들쑥날쑥한 톱니 모양 형상 등의 만곡 형상(요철 형상)으로 교정한다. 이에 의해, 와이핑 노즐(8, 8)과 전자석군(12, 12)의 사이를 통과하는 강판(2)의 강성을 높일 수 있다. 또한, 노즐 위치에서의 강판의 판 폭 방향(Y)의 형상을 편평함에 가깝게 할 수 있으므로, 와이핑 노즐(8, 8)에 의한 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 균일하게 할 수 있고, 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)의 진동을 억제할 수도 있다.

또한, 목표 교정 형상(20)을 측정 휨 형상(21)과 완전히 대칭인 만곡 형상으로 설정하지 않아도, 측정 휨 형상(21)에 따른 만곡 형상으로 설정하면, 강판(2)의 강성을 높여서 노즐 위치에서의 강판 형상을 평탄화하는 효과와 진동 억제 효과가 얻어진다.

(4. 강판 형상 제어 방법)

이어서, 상기 구성의 강판 형상 제어 장치(10)를 사용한 강판 형상 제어 방법에 대하여 설명한다.

(4.1. 강판 형상 제어 방법의 전체 플로우)

우선, 도 5를 참조하여 본 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 방법의 전체 플로우에 대하여 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 우선, 제어 장치(14)는 연속 용융 금속 도금 장치(1)에 있어서의 강판(2)의 통판 조건을 설정한다(S100). 여기서, 통판 조건은, 도금욕(3)으로부터 인상된 강판(2)이 와이핑 노즐(8, 8) 및 전자석군(12, 12) 등을 통과할 때의 조건이다. 예를 들어, 통판 조건은, 강판(2)의 판 두께(D), 판 폭(W), 강판 길이 방향(반송 방향(X))의 장력(T)이나, 싱크 롤(5), 서포트 롤(6, 7) 등의 욕중 롤의 배치, 크기(직경) 등을 포함한다.

계속해서, 제어 장치(14)는, S100에서 설정된 통판 조건에 기초하여 서포트 롤(6, 7)의 인터 메쉬(IM) 등의 욕중 롤의 배치를 설정한다(S102). 본 S102 후에, 싱크 롤(5) 및 서포트 롤(6, 7) 등의 욕중 롤은 본 S102에서 설정된 배치로 조정된다. 또한, 도 1에 도시한 제1 실시 형태에 관한 연속 용융 금속 도금 장치(1)는 서포트 롤(6, 7)을 구비하지 않고 있으므로, IM을 설정 및 조정할 필요는 없다.

이 S102에 대하여 상세하게 설명한다. 제어 장치(14)는 데이터 베이스(15)에 보존된 정보를 이용하여 욕중 롤의 배치를 설정한다. 데이터 베이스(15)에는 각종 통판 조건과, IM 등의 욕중 롤의 배치의 적정값을 관련되게 만든 롤 배치 정보가 보존되어 있다. 이 롤 배치 정보는, 연속 용융 금속 도금 장치(1)의 과거의 조업 실적이나 시험기로의 시험 결과에 기초하여 통판 조건마다 IM 등의 롤 배치의 적정값을 정한 정보이다. 제어 장치(14)는, 당해 롤 배치 정보를 이용하여 S100에서 설정된 판 두께(D), 판 폭(W), 장력(T) 등의 통판 조건에 따라서 적절한 싱크 롤(5) 및 서포트 롤(6, 7)의 배치, IM의 크기 등을 설정한다. 예를 들어, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상의 휨량(d_M)이 어느 정도 큰 소정 범위 내의 값(예를 들어, 2.0mm≤d<20mm)이 되도록 IM 등이 설정된다. 이러한 롤 배치에 의해, 욕중 롤에 의해 강판(2)이 판 폭 방향(Y)으로 휘게 되고, 전자석 위치에 있어서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상이 만곡 형상이 된다.

그 후, 제어 장치(14)는, 상기 S100, S102에서 설정된 통판 조건, 롤 배치에 기초하여 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 전류 출력 및 제어 파라미터를 설정한다(S104). 예를 들어, 제어 방식이 PID 제어인 경우, 제어 파라미터는 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 제어 게인(비례 게인(K_p), 적분 게인(K_i), 미분 게인(K_d)) 등이다. 제어 장치(14)는, 상기 설정된 통판 조건, 롤 배치에 따라 제어 게인(K_p, K_i, K_d)을 0 내지 100％ 사이의 적정값으로 설정한다.

이 제어 게인을 설정할 때에도, 제어 장치(14)는 데이터 베이스(15)에 보존된 정보를 이용한다. 데이터 베이스(15)에는 각종 통판 조건 및 욕중 롤의 배치와, 제어 파라미터의 적정값을 관련되게 만든 제어 파라미터 정보가 보존되어 있다. 이 제어 파라미터 정보는, 연속 용융 금속 도금 장치(1)의 과거의 조업 실적이나 시험기로의 시험 결과에 기초하여 통판 조건 및 롤 배치마다 제어 게인(K_p, K_i, K_d) 등의 제어 파라미터의 적정값을 정한 정보이다. 제어 장치(14)는, 당해 제어 파라미터 정보를 이용하여 S100, S102에서 설정된 통판 조건 및 롤 배치에 따라 적절한 제어 게인(K_p, K_i, K_d) 등의 제어 파라미터를 설정한다.

또한, 제어 장치(14)는, 상기 S100, S102에서 설정된 통판 조건, 롤 배치 등에 기초하여 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 목표 교정 형상(20)을 설정한다(S106). 이 목표 교정 형상(20)은 전자석(101) 내지 107, 111 내지 117)에 의해 교정되는 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 목표 형상이다. 제어 장치(14)는, 목표 교정 형상(20)을 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 휨 형상(즉, 상술한 측정 휨 형상(21))에 따른 만곡 형상으로 설정한다. 예를 들어, 제어 장치(14)는, 목표 교정 형상(20)을 측정 휨 형상(21)과 판 두께 방향(Z)에 대칭인 형상(도 4 참조)으로 설정한다. 이러한 목표 교정 형상(20)을 설정하기 위한 계산 처리는, 예를 들어 강판 형상 계산 소프트웨어를 사용하여 제1 수치 해석을 행함으로써 행해진다. 또한, 본 S106에 있어서의 목표 교정 형상(20)의 설정 방법의 상세에 대해서는 후술한다(도 6 등 참조).

제1 수치 해석에서는, 우선, 2차원의 평면 왜곡 모델을 사용하여 강판의 표리면의 왜곡량을 계산한다. 다음으로 폭 방향의 강판 형상을 계산하기 위해서 3차원 모델을 사용한다. 이 때, 도 7과 같이, 실재하지 않는 2개의 롤(가상 롤)(16, 17)을 추가로 배치하고, 4개의 서포트 롤이 배치된 속을 강판(2)이 이동하는 3차원 모델을 사용한다. 여기서, 2차원 모델에서 산출한 왜곡량의 70％의 왜곡량을 부여하도록 가상 롤의 압입량을 조정하고, 노즐 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상(노즐 위치에서의 강판 형상)을 계산하고, 노즐 위치에서의 강판 형상이 편평함에 근접하도록 목표 교정 형상(20)을 설정한다.

그 후, 상기 S100, S104에서 설정된 통판 조건 및 롤 배치에 따라서 연속 용융 금속 도금 장치(1)에 있어서 실제로 강판(2)을 통판하면서, 상기 S104, S106에서 설정된 조건으로 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 의해 강판(2)에 전자력을 부가하여 강판(2)을 전자 교정한다(S108). 이 전자 교정에서는, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상이, 상기 S106에서 설정된 목표 교정 형상(20)으로 교정되도록, 제어 장치(14)는 각 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 흐르는 전류를 제어하여 각 전자석(101 내지 107), 111 내지 117)에 의해 강판(2)에 전자력을 부가한다. 이에 의해, 전자석 위치에서의 실제의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상이 목표 교정 형상(20)으로 교정된다.

계속해서, 상기 S108과 같이 전자력을 부가한 상태에서 강판(2)을 통판시켰을 때, 상기 센서(11, 11)에 의해, 센서 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상(이하, 「센서 위치에서의 강판 형상」이라고 함)을 측정한다(S110). 상술한 바와 같이, 센서(11)는 강판(2)까지의 거리를 측정하는 거리 센서 등으로 구성되어 있고, 센서 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치(변위)를 측정 가능하다. 제어 장치(14)는, 이 센서(11)에 의해 측정된 위치의 정보로부터 센서 위치에서의 강판 형상을 계산할 수 있다.

계속해서, 제어 장치(14)는, 상기 S110에서 측정된 센서 위치에서의 강판 형상과, 상기 통판 조건, 롤 배치 등에 기초하여 노즐 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상(이하, 「노즐 위치에서의 강판 형상」이라고 함)을 계산한다(S112). 이 계산은, 예를 들어 강판 형상 계산 소프트웨어를 사용하여 상기의 제1 수치 해석을 행함으로써 행해진다. 제어 장치(14)는, 판 두께(D), 판 폭(W), 장력(T), 욕중 롤의 배치나 크기 등의 조건을 고려함으로써, S100에서 측정된 센서 위치에서의 강판 형상으로부터 노즐 위치에서의 강판 형상을 구하는 것이 가능하다.

계속해서, 제어 장치(14)는, S112에서 계산한 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)이 소정의 상한값(d_Nmax)(제1 상한값) 미만인지 여부를 판정한다(S114). 여기서, 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)은, 도 3에서 나타낸 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_M)과 마찬가지로, 노즐 위치에 있어서의 강판(2)의 최대 볼록부부터 최대 오목부까지의 판 두께 방향(Z)의 길이를 의미한다. 또한, 휨량(d_N)의 상한값(d_Nmax)은 노즐 위치에 있어서 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 균일성을 확보할 수 있는 휨량의 상한이다.

본 실시 형태에서는, 이 휨량(dN)의 상한값(dNmax)을 1.0mm로 한다. 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(dN)이 1.0mm 이상이면 노즐 위치에서의 강판 형상이 편평하지 않게 되므로, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 편차가 커져서 원하는 도금 부착량의 균일성을 확보할 수 없게 된다. 따라서, S114에서는 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)이 1.0mm 미만인지 여부를 판정한다.

또한, 제어 장치(14)는, 전자력을 부가한 상태에 있어서의 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상(이하, 「전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상」이라고 함)의 휨량(d_R)이 소정의 범위 내인지 여부를 판정한다(S116). 여기서, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)은, 도 3에서 나타낸 비전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_M)과 마찬가지로, 전자석 위치에 있어서의 강판(2)의 최대 볼록부부터 최대 오목부까지의 판 두께 방향(Z)의 길이를 의미한다. 또한, 휨량(d_R)의 소정의 범위(하한값(d_Rmin) 내지 상한값(d_Rmax))는 강판(2)의 진동을 억제하기 위하여 필요한 휨량(d_R)의 범위이다.

본 실시 형태에서는, 이 휨량(d_R)의 소정의 범위의 하한값(d_Rmin)을 2.0mm로 하고, 상한값(d_Rmax)을 20mm로 한다. 휨량(d_R)이 2.0mm 미만이면, 강판(2)의 강성이 부족하여 노즐 위치에서 강판(2)이 진동하기 쉽다는 문제가 있다. 따라서, S116에서는, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)이 2.0mm 이상인지 여부를 판정한다. 또한, 강판(2)이 광폭 강판인 경우(예를 들어, 판 폭(W)가 1700mm 이상), 휨량(d_R)이 20mm 초과이면, 전자석 위치에서 전자 교정된 강판(2)이 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 접촉할 가능성이 높아진다는 문제가 있다. 즉, 강판(2)이 싱크 롤(5) 및 서포트 롤(6, 7)을 주회할 때에 휨(C 휨, W 휨 등)이 발생하지만, 광폭 강판에서는 그 때의 휨량이 커진다. 이로 인해, 전자석 위치에서 광폭 강판의 휨을 반대 형상으로 교정하여 휨량(d_R)이 20mm 초과가 되어버리면, 전자석 위치에서 광폭 강판의 판 폭 방향(Y)의 단부가 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 접촉될 우려가 있다. 따라서, S116에서는, 강판(2)이 광폭 강판인 경우에는 휨량(d_R)이 2.0mm 이상, 또한, 20mm 이하인지 여부를 판정한다.

상기 S114에서의 판정의 결과, 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)이 소정의 상한값(d_Nmax) 이상(예를 들어 1.0mm 이상)인 경우나, 상기 S116에서의 판정의 결과, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)이 소정의 범위 밖(예를 들어, 2.0mm 미만, 또는 20mm 초과)인 경우에는 S118의 처리를 행한다.

이 S118에서는, 제어 장치(14)는, 상기 S106에서 설정된 목표 교정 형상(20)을 변경 및 재설정하든지, 상기 S102에서 설정된 욕중 롤의 배치를 변경 및 재설정한다(S118). 이 때, 목표 교정 형상(20)과 욕중 롤의 배치의 양쪽을 변경해도 되고, 어느 한쪽만을 변경해도 된다. 단, 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)이 상한값(d_Nmax) 미만(d_N<1.0mm)이 되고, 또한, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)이 소정의 범위 내(d_R≥2.0mm. 광폭 강판의 경우에는 2.0mm≤d_R≤20mm)가 되도록 목표 교정 형상(20) 또는 욕중 롤의 배치를 변경한다.

예를 들어, S114에서 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)이 1.0mm 이상이라고 판정된 경우에는, 당해 휨량(d_N)을 작게 하기 위해서 전자석 위치에서의 목표 교정 형상(20)의 휨량(d_M)을 보다 작은 값으로 재설정한다. 또한, S116에서, 광폭 강판의 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)이 20mm 초과라고 판정된 경우에는, 당해 휨량(d_R)을 작게 하기 위해서 전자석 위치에서의 목표 교정 형상(20)의 휨량(d_M)을, 상기의 제1 수치 해석을 행함으로써 보다 작은 값으로 재설정한다(S118). 그리고, 재설정된 목표 교정 형상(20)이 되도록 강판(2)을 전자 교정한 상태에서(S108), 강판 형상을 측정하고(S110, S112), S114 및 S116의 판정을 재시행한다.

예를 들어, S116에서 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)이 2.0mm 미만이라고 판정된 경우에는, 당해 휨량(d_R)이 커지도록 도금욕 내에 설치된 싱크 롤(5) 또는 서포트 롤(6, 7)의 배치를 조정한다. 예를 들어, 서포트 롤(6, 7)의 IM을 보다 커지도록 조정함으로써, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)을 크게 할 수 있다. 그리고, 실제로 욕중 롤의 배치를 상기와 같이 조정하여 강판(2)을 통판하고, 강판(2)을 전자 교정한 상태에서(S108) 강판 형상을 측정하고(S110, S112), S114 및 S116의 판정을 재시행한다.

상기한 바와 같이 본 실시 형태에서는, S102, S106에서 당초에 설정한 조건 하에서는 실제의 전자석 위치 또는 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N, d_R)이 적절하지 않은 경우에는, S118에서 목표 교정 형상(20) 또는 롤 배치를 조정 및 재설정한다. 이에 의해, 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)을 1.0mm 미만으로 하고, 또한, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)을 2.0mm 이상, 20mm 이하로 할 수 있다.

상기까지의 공정 후, 계속해서 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동을 억제하기 위한 공정(S120 내지 S126)을 행한다.

우선, 제어 장치(14)는, 상기 센서(11, 11)에 의해 센서 위치에서의 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 진동을 측정한다(S120). 센서(11)는 센서 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치(변위)를 측정 가능하므로, 당해 센서(11)에 의해 당해 위치를 계속적으로 측정하면, 센서 위치에서의 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 진동의 진폭 및 주파수를 구할 수 있다.

계속해서, 제어 장치(14)는, 상기 S120에서 측정된 센서 위치에서의 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 진동과, 상기 통판 조건, 롤 배치 등에 기초하여 노즐 위치에서의 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 진동을, 제2 수치 해석을 행함으로써 계산한다(S122). 제어 장치(14)는, 판 두께(D), 판 폭(W), 장력(T), 욕중 롤의 배치나 크기 등의 조건을 고려함으로써, S120에서 측정된 센서 위치에서의 강판(2)의 진동으로부터 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동을 구하는 것이 가능하다.

제2 수치 해석에서는, 강판(2)의 진동을 계산하는 위치에, 도 8과 같이, X 방향에 가상의 롤 스프링(18)을 배치하고, 롤 스프링(18)의 스프링 상수를 사용하여 강판(2)의 진동을 계산한다.

그 후, 제어 장치(14)는, S122에서 계산한 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동의 진폭(A)이 소정의 상한값(A_max)(제2 상한값) 미만인지 여부를 판정한다(S124). 여기서, 진폭(A)의 상한값(A_max)은 강판(2)의 반송 방향(X)의 도금 부착량의 균일성을 확보할 수 있는 진폭(A)의 상한이다. 노즐 위치에서 강판(2)이 크게 진동하고 있으면, 강판(2)의 통판에 수반하여 와이핑 노즐(8)과 강판(2)의 표리면의 사이의 거리가 주기적으로 증감하고, 강판(2)의 반송 방향(X)의 도금 부착량에 편차가 발생해버린다.

본 실시 형태에서는, 이 진폭(A)의 상한값(A_max)을 2.0mm로 한다. 여기에서의 진폭(A)은 양쪽 진폭이다. 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동의 진폭(A)이 2.0mm 이상이면, 강판(2)의 길이 방향(반송 방향(X))의 도금 부착량의 편차가 커져서 원하는 도금 부착량의 균일성을 확보할 수 없게 된다. 따라서, S124에서는, 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동의 진폭(A)이 2.0mm 미만인지 여부를 판정한다.

상기 S124에서의 판정의 결과, 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동의 진폭(A)이 상한값(A_Nmax) 이상(예를 들어 2.0mm 이상)인 경우에는 S126의 처리를 행한다.

이 S126에서는, 제어 장치(14)는, 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동의 진폭(A)이 상한값(A_Nmax) 미만으로 저하될 때까지 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 제어 게인을 서서히 저하시킨다(S126). 예를 들어, 전자석의 제어 방식이 PID 제어인 경우, 제어 장치(14)는 제어 게인으로서 상기 PID 제어의 비례 동작(P 동작)의 비례 게인(K_p)을 서서히 저하시킨다. 그리고, 비례 게인(K_p)을 저하시키면서 진폭(A)을 계속 측정하고, 진폭(A)이 상한값(A_Nmax) 미만으로 저하된 시점에서 제어 장치(14)는 비례 게인(K_p)의 저하를 정지하고, K_p를 재설정한다. 그 후, 제어 장치(14)는, 재설정한 비례 게인(K_p)과 그 밖의 제어 게인(K_i, K_d)을 사용하여 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)을 제어한다.

본원 발명자가 예의 연구한 바, PID 제어의 비례 동작(P 동작)의 비례 게인(K_p)을 저하시키면, 전자석 위치에 있어서 전자력에 의해 강판(2)을 구속하는 힘(이하, 「강판 구속력」이라고 함)이 약해지고, 이 결과, 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동의 진폭(A)이 저하된다는 지식을 얻었다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 제어 게인으로서 비례 게인(K_p)을 저하시킴으로써, 노즐 위치에서의 강판 진동의 진폭(A)을 상한값(A_Nmax) 미만(예를 들어 2.0mm 미만)으로 억제한다(S126). 이에 의해, 와이핑 노즐(8)과 강판(2)의 표리면의 거리를 거의 일정하게 할 수 있으므로, 강판(2)의 반송 방향(X)의 도금 부착량의 편차를 저감하여 당해 반송 방향(X)의 도금 부착량의 균일성을 확보할 수 있다.

(4.2. 강판 형상의 설정 방법의 구체예)

이어서, 상기 도 5의 S106에 있어서, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 목표 교정 형상(20)을 설정하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 목표 교정 형상(20)을 설정하는 방법으로서, 예를 들어 이하에 설명하는 2가지의 방법을 예시할 수 있다.

(1)전자석 위치에서의 강판 형상을 측정하는 방법

본 설정 방법은, 전자 교정하지 않은 상태에서 강판(2)을 통판했을 때, 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 휨 형상(21)을 실제로 측정하고, 이 측정 휨 형상(21)에 따른 만곡 형상으로 목표 교정 형상(20)을 설정하는 것이다(도 4 참조). 이 설정 방법에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 실시 형태에 관한 목표 교정 형상(20)의 설정 방법의 구체예를 나타내는 흐름도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 우선, 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 의해 강판(2)에 전자력을 부가하지 않는 상태에서 연속 용융 금속 도금 장치(1)에 있어서 강판(2)을 주행시킨다(S200). 계속해서, 전자석 위치의 위치 센서(121 내지 127, 131 내지 137)에 의해 전자석 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 각 부위의 판 두께 방향(Z)의 위치를 측정함으로써, 비전자 교정 시에 있어서의 전자석 위치에서의 강판 형상을 측정한다(S202).

그 후, 제어 장치(14)는, S202에서 측정한 전자석 위치에서의 측정 휨 형상(21)과 판 두께 방향(Z)에 대칭인 만곡 형상을 계산하고, 전자석 위치에서의 목표 교정 형상(20)을 당해 대칭인 만곡 형상으로 설정한다(S204). 예를 들어, 도 4에서 도시한 바와 같이, 목표 교정 형상(20)은 센터라인(22)을 대칭축으로 측정 휨 형상(21)과 판 두께 방향(Z)에 대칭인 만곡 형상으로 설정된다.

이상과 같이, 본 설정 방법에서는, 비전자 교정 시에 실제로 측정된 강판 형상(측정 휨 형상(21))에 기초하여, 목표 교정 형상(20)을 설정한다. 이에 의해, 목표 교정 형상(20)을 실제의 측정 휨 형상(21)에 맞춰서 적절하게 설정할 수 있다. 따라서, 전자석 위치에 있어서 강판(2)을 당해 목표 교정 형상(20)에 교정 함으로써, 노즐 위치에서의 강판 형상을 고정밀도에서 편평하게 하는 것이 가능하게 된다.

(2)데이터 베이스를 이용하는 방법

이어서, 실제로 강판 형상을 측정하지 않고, 데이터 베이스(15)를 이용하여 목표 교정 형상(20)을 설정하는 방법에 대하여 설명한다.

데이터 베이스(15)에는 각종 통판 조건이나 IM 등의 욕중 롤의 배치와, 목표 교정 형상(20)을 관련되게 만든 목표 교정 형상 정보가 보존되어 있다. 이 목표 교정 형상 정보는, 연속 용융 금속 도금 장치(1)의 과거의 조업 실적이나 시험기로의 시험 결과에 기초하여 각종 통판 조건 및 롤 배치마다 적절한 목표 교정 형상(20)을 정한 정보이다. 여기서, 적절한 목표 교정 형상(20)이란, 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N)이 상한값(d_Nmax)(예를 들어 1.0mm) 미만이 되고, 또한, 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)이 소정의 범위 내(예를 들어 2.0mm 이상. 광폭 강판의 경우에는 2.0mm 이상, 또한, 20mm 이하)가 되도록 정해진 것이다.

제어 장치(14)는, 데이터 베이스(15) 내의 목표 교정 형상 정보를 사용하여 S100에서 설정된 판 두께(D), 판 폭(W), 장력(T) 등의 통판 조건이나, S102에서 설정된 롤 배치에 따라서 적절한 목표 교정 형상(20)을 설정한다. 이러한 설정 방법에 의해, 실제로 강판 형상을 측정하지 않아도 목표 교정 형상(20)을 신속 또한 용이하게 설정하는 것이 가능해진다.

(5. 정리)

이상, 본 실시 형태에 관한 강판 형상 제어 장치(10)와, 이것을 사용한 강판 형상 제어 방법에 대하여 상세하게 설명하였다. 본 실시 형태에 따르면, 전자석 위치에서 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 편평하게 교정하는 것이 아니고, 적극적으로 만곡 형상으로 교정한다. 이 때, 전자석 위치에서의 강판 형상을, 휨량(d_M)이 2.0mm 이상인 C 형상, W 형상, 들쑥날쑥한 톱니 모양 형상의 요철 형상이 되고, 또한, 노즐 위치에서의 강판 형상이, 휨량(d_N)이 1.0mm 이하인 편평한 형상이 되도록 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)에 의한 전자력이나, IM 등의 욕중 롤의 배치를 조정한다. 이에 의해, 노즐 위치에서의 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 휨을 저감하여 노즐 위치에서의 강판 형상을 고정밀도로 평탄화할 수 있다. 따라서, 와이핑 노즐(8, 8)에 의해 강판(2)의 판 폭 방향(Y)에 균일하게 용해 도금을 불식할 수 있으므로, 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 균일화할 수 있다.

또한, 전자석 위치에서 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 형상을 적극적으로 만곡시킴으로써, 반송 방향(X)으로 주행하는 강판(2)의 강성을 높일 수 있다. 따라서, 가령 고속 통판 시이어도 노즐 위치에 있어서의 강판(2)의 판 두께 방향(Z)의 진동을 적절하게 억제할 수 있다. 따라서, 강판(2)의 길이 방향(반송 방향(X))의 도금 부착량의 편차을 저감하여 당해 길이 방향의 도금 부착량을 균일화할 수 있다.

또한, 종래의 전자 교정 기술에서는 전자석의 주파수 응답 이상의 고주파수의 진동을 억제하는 것은 곤란하였다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 전자석 위치에서 강판(2)을 만곡시켜서 강성을 높임으로써, 전자석의 주파수 응답 이상의 고주파수의 진동도 적절하게 억제할 수 있다.

또한, 종래의 전자 교정 기술에서는, 전자석에 의한 전자력으로 강판의 진동을 억제할 때, 전자력으로 확실히 강판을 보유 지지하면, 강판에 전자력 부가 위치를 마디로 하는 자기 진동이 발생한다는 문제도 있었다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 강판(2)에 진동이 발생한 경우에는, 전자석(101 내지 107, 111 내지 117)의 제어 게인(특히 비례 게인(K_p))을 저하시킴으로써, 전자력에 의한 강판 구속력을 약화시켜서 강판 진동을 적절하게 억제할 수 있다.

(실시예)

이어서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 실시예는, 본 발명의 강판 형상 제어에 의해 강판의 도금 부착량을 균일화할 수 있는 것을 확인하기 위한 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 강판 형상 제어 방법 및 강판 형상 제어 장치는 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

상기 도 2에 도시한 연속 용융 금속 도금 장치(1)를 사용하여 통판 조건(강판(2)의 판 두께(t) 및 판 폭(W), 인터 메쉬(IM), 전자석 위치에서의 강판(2)의 목표 강제 형상(W 형상)의 휨량(d_M)의 설정값)을 바꾸어 강판(2)을 도금하는 시험을 행하였다. 이 시험 결과로서, 노즐 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_N), 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동 진폭(A), 강판(2)의 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 측정하였다. 이 시험의 조건과 결과를 표 1에 나타내었다.

(1)실시예 1과 비교예 1의 비교

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에서는, 강판(2)(강판 크기: 판 두께 0.75mm×판 폭 900mm)을 통판할 때, IM=30mm로 하고, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)이 5mm가 되도록 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 설정하였다. 이 결과, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)이 1.0mm 미만, 노즐 위치의 강판(2)의 진동 진폭(A)이 2.0mm 미만이 되고, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 편차가 10g/m² 미만이 되어 거의 균일하였다.

한편, 비교예 1에서는, 상기 실시예 1과 동일한 강판 크기의 강판(2)을 IM=30mm의 조건으로 통판할 때, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)이 15mm가 되도록 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 설정하였다. 이 결과, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)은 1.0mm 이상으로 커지고, 노즐 위치의 강판(2)의 진동 진폭(A)이 2.0mm 미만이었다. 이 결과, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 편차가 10g/m² 이상이 되었다.

이상의 실시예 1과 비교예 1의 비교 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 크기의 강판(2)을 전자 강제할 때, 실시예 1과 같이 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 5mm 정도로 설정하면, 노즐 위치에서의 진동 진폭(A)을 2.0mm 미만으로 억제할 수 있고, 또한, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)을 1.0mm 미만으로 할 수 있으므로, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 균일화할 수 있다. 한편, 비교예 1과 같이 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 15mm 정도라는 큰 값으로 설정하면, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)이 커지므로, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 충분히 균일화할 수 없는 것을 알 수 있다.

(2)실시예 2와 비교예 2의 비교

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에서는, 광폭의 강판(2)(강판 크기: 판 두께 0.75mm×판 폭 1700mm)을 통판할 때, IM=40mm로 하고, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)이 20mm(=상기 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)의 상한값(d_Rmax))가 되도록 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 설정하였다. 이 결과, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)이 1.0mm 미만, 노즐 위치의 강판(2)의 진동 진폭(A)이 2.0mm 미만이 되고, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 편차가 10g/m² 미만이 되어 판 폭 방향(Y)으로 거의 균일하였다.

한편, 비교예 2에서는, 상기 실시예 2와 동일한 강판 크기의 광폭의 강판(2)을 IM=40mm의 조건으로 통판할 때, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)이 25mm가 되도록 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 설정하였다. 이 결과, 노즐 위치의 강판(2)의 진동 진폭(A)은 2.0mm 미만이 되었지만, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)은 1.0mm 이상으로 커지고, 이 결과, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 편차가 10g/m² 이상이 되어 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량에 편차가 발생하였다. 또한, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)을 25mm로 하면, 전자석에 광폭의 강판(2)이 접촉하여 통판에 문제가 발생하였다.

이상의 실시예 2와 비교예 2의 비교 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 크기의 광폭의 강판(2)을 전자 강제할 때, 실시예 2와 같이 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 20mm 정도로 설정하면, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)을1.0mm 미만으로 억제하여 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 균일화할 수 있다. 한편, 비교예 2와 같이 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 25mm 정도라는 과대한 값으로 설정하면, 노즐 위치의 강판 형상의 휨량(d_N)도 너무 커져서 1.0mm 이상이 되어버려서, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량을 충분히 균일화할 수 없는 것을 알 수 있다. 또한, 전자석에 광폭의 강판(2)의 단부가 접촉하는 문제도 발생하였다. 따라서, 상기의 판 폭(W)=1700mm 등의 광폭의 강판(2)을 사용할 경우, 전자석 위치의 강판(2)의 휨량(d_R)이 20mm 이하가 되도록 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 20mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광폭의 강판(2)이 전자석에 대하여 접촉하는 것을 피할 수 있다.

(3)실시예 3과 비교예 3의 비교

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에서는, 광폭의 강판(2)(강판 크기: 판 두께 0.85mm×판 폭 1700mm)을 통판할 때, IM=10mm로 하고, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)이 2mm(=상기 전자 교정 시의 전자석 위치에서의 강판 형상의 휨량(d_R)의 하한값(d_Rmin))가 되도록 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 설정하였다. 이 결과, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)이 1.0mm 미만, 노즐 위치의 강판(2)의 진동 진폭(A)이 2.0mm 미만이 되고, 판 폭 방향(Y)의 도금 부착량의 편차가 10g/m² 미만이 되어 판 폭 방향(Y)으로 거의 균일하였다.

한편, 비교예 3에서는, 상기 실시예 3과 동일한 강판 크기의 광폭의 강판(2)을 IM=10mm의 조건으로 통판할 때, 전자석 위치에서의 강판(2)의 W 형상의 휨량(d_M)이 1mm가 되도록 강판(2)의 목표 교정 형상(20)을 설정하였다. 이 결과, 노즐 위치의 강판(2)의 휨량(d_N)은 1.0mm 미만이 되었지만, 노즐 위치의 강판(2)의 진동 진폭(A)이 2.0mm 이상으로 커지고, 이 결과, 강판(2)의 길이 방향(반송 방향(X))의 도금 부착량의 편차가 10g/m² 이상이 되었다.

이상의 실시예 3과 비교예 3의 비교 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 크기의 강판(2)을 전자 강제할 때, 실시예 3과 같이 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 휨량(d_R)의 하한값(d_Rmin)인 2mm로 설정하면, 노즐 위치에서의 진동 진폭(A)을 2.0mm 미만으로 억제하여 강판(2)의 길이 방향(반송 방향(X))의 도금 부착량을 균일화할 수 있다. 한편, 비교예 3과 같이 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 1mm라는 과소한 값으로 설정하면, 강판(2)의 강성이 저하되어 강판(2)이 진동하기 쉬워지므로, 노즐 위치에서의 진동 진폭(A)이 2.0mm 이상으로 되어버려서 강판(2)의 길이 방향의 도금 부착량을 충분히 균일화할 수 없는 것을 알 수 있다. 따라서, 강판(2)의 판 폭(W)에 관계없이 전자석 위치의 강판(2)의 휨량(d_R)이 2.0mm 이상이 되도록 전자석 위치의 목표 교정 형상의 휨량(d_M)을 2.0mm 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 노즐 위치에서의 강판(2)의 진동 진폭(A)을 2.0mm 미만으로 억제하여 강판(2)의 길이 방향의 도금 부착량을 균일하게 할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

본 발명은 강판 형상 제어 장치 및 강판 형상 제어 방법에 널리 적용할 수 있고, 강판의 판 폭 방향의 형상을 최적화 함으로써, 강판의 휨과 진동을 적절하게 억제하여 강판의 판 폭 방향 및 길이 방향의 도금 부착량을 균일화할 수 있다.

1 : 연속 용융 금속 도금 장치
2 : 강판
3 : 도금욕
4 : 욕조
5 : 싱크 롤
6, 7 : 서포트 롤
8 : 와이핑 노즐
10 : 강판 형상 제어 장치
11 : 센서
12 : 전자석군
13 : 도금 부착량 측정 장치
14 : 제어 장치
15 : 데이터 베이스
16 : 가상 롤
17 : 가상 롤
18 : 가상의 롤 스프링
20 : 목표 교정 형상
21 : 측정 휨 형상
22 : 센터라인
101, 102, 103, 104, 105, 106, 107 : 전자석
111, 112, 113, 114, 115, 116, 117 : 전자석
121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 : 위치 센서
131, 132, 133, 134, 135, 136, 137 : 위치 센서
X : 반송 방향
Y : 판 폭 방향
Z : 판 두께 방향

Claims

도금욕으로부터 인상된 강판에 대향하여 배치되는 와이핑 노즐과, 상기 와이핑 노즐보다도 상방에서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되는 복수쌍의 전자석을 구비한 연속 용융 금속 도금 장치에 있어서, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 대하여 판 두께 방향으로 전자력을 부가함으로써 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 제어하는 강판 형상 제어 방법이며,
(A)상기 강판의 통판 조건에 기초하여 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 만곡 형상으로 설정하는 공정과,
(B)상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상이 상기 (A) 공정에서 설정된 만곡형 형상이 되도록 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 와이핑 노즐과 상기 전자석의 사이의 소정 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하는, 또는, 상기 전자석 위치보다도 후단에서 상기 강판에 대한 용융 금속의 부착량을 측정하는 공정과,
(C)상기 (B) 공정에서 측정된 형상 또는 부착량에 기초하여 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 계산하는 공정과,
(D)상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 상기 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 목표 교정 형상을 상기 (A) 공정에서 설정된 만곡 형상과는 상이한 휨량의 만곡 형상으로 조정하여 상기 (B) 및 (C) 공정을 반복하는 공정과,
(E)상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 소정 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하는 공정과,
(F)상기 (E) 공정에서 측정된 진동에 기초하여 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 계산하는 공정과,
(G)상기 (F) 공정에서 계산된 진동의 진폭이 제2 상한값 이상인 경우, 당해 진폭이 상기 제2 상한값 미만이 되도록 상기 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 제어 게인을 조정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 연속 용융 금속 도금 장치는, 상기 와이핑 노즐보다도 상방 또한 상기 전자석보다도 하방에서 상기 강판에 대향하여 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 1 또는 2 이상의 제1 센서를 또한 구비하고,
상기 (B) 공정에서는, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하고,
상기 (E) 공정에서는, 상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연속 용융 금속 도금 장치는, 상기 전자석의 위치에 있어서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 복수쌍의 제2 센서를 또한 구비하고,
상기 (A) 공정은,
(A1)상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 제2 센서에 의해 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 공정과,
(A2)상기 (A1) 공정에서 측정된 위치에 기초하여 상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에 있어서의 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상을 계산하는 공정과,
(A3)상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2) 공정에서 계산된 휨 형상에 따른 만곡 형상으로 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 (A3) 공정에서는, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2) 공정에서 계산된 휨 형상과 판 두께 방향에 대칭인 만곡 형상으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 잇어서, 상기 (A) 공정에서는,
전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 통판 조건마다 상기 전자석에 의한 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 미리 정한 데이터 베이스를 사용하여 상기 목표 교정 형상을 설정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (D) 공정에서는,
전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 도금욕 내에 설치된 롤의 배치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제6항에 있어서, 상기 롤은, 상기 강판의 주행 방향을 연직 상방으로 변환하는 싱크 롤과, 상기 싱크 롤의 상방에 설치되고, 연직 상방으로 주행하는 상기 강판에 접촉하는 적어도 1개의 서포트 롤을 포함하고,
상기 (D) 공정에서는,
전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 서포트 롤에 의한 상기 강판의 압입량을 조정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (D) 공정에서는,
상기 (C) 공정에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 이상인 경우, 또는, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상의 휨량이 소정의 범위 외가 되는 경우, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A) 공정에서 설정된 만곡 형상보다 작은 휨량의 만곡 형상으로 재설정하여 상기 (B) 및 (C) 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 수치 해석은 가상 롤을 사용하여 행해지는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 수치 해석에 있어서, 스프링 상수를 사용하여 상기 강판의 상기 진폭이 계산되는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자석의 제어 방식은 PID 제어이며,
상기 (G) 공정에서는,
상기 제어 게인으로서 상기 PID 제어의 비례 동작의 비례 게인을 저하시킴으로써 상기 진폭을 억제하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제5항에 있어서, 전자력을 부가한 상태에서 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량의 범위는 2.0mm 이상인 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 상한값은 1.0mm이며, 상기 제2 상한값은 2.0mm인 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 방법.
도금욕으로부터 인상된 강판에 대향하여 배치되는 와이핑 노즐을 구비한 연속 용융 금속 도금 장치에 설치되고, 상기 강판에 대하여 판 두께 방향으로 전자력을 부가함으로써 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 제어하는 강판 형상 제어 장치에 있어서,
상기 와이핑 노즐보다도 상방에서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되는 복수쌍의 전자석과,
상기 전자석을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는,
(A)상기 강판의 통판 조건에 기초하여 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 만곡 형상으로 설정하고,
(B)상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상이 상기 (A)에서 설정된 만곡형 형상이 되도록 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 와이핑 노즐과 상기 전자석의 사이의 소정 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하는, 또는, 상기 전자석 위치보다도 후단에서 상기 강판에 대한 용융 금속의 부착량을 측정하고,
(C)상기 (B)에서 측정된 형상 또는 부착량에 기초하여 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 계산하고,
(D)상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 제1 상한값 이상인 경우, 상기 제1 수치 해석을 행함으로써, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A)에서 설정된 만곡 형상과는 상이한 휨량의 만곡 형상으로 조정하여 상기 (B) 및 (C)를 반복하고,
(E)상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 소정 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하고,
(F)상기 (E)에서 측정된 진동에 기초하여 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 계산하고,
(G)상기 (F)에서 계산된 진동의 진폭이 상기 제2 상한값 이상인 경우, 당해 진폭이 상기 제2 상한값 미만이 되도록 상기 제2 수치 해석을 행함으로써, 상기 전자석의 제어 게인을 조정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항에 있어서, 상기 강판 형상 제어 장치는, 상기 와이핑 노즐보다도 상방 또한 상기 전자석보다도 하방에서 상기 강판에 대향하여 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 1 또는 2 이상의 제1 센서를 또한 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 (B)에서는, 상기 전자석에 의해 상기 강판에 전자력을 부가한 상태에서 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상을 측정하고,
상기 (E)에서는, 상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만인 경우, 상기 제1 센서에 의해 상기 제1 센서의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 강판 형상 제어 장치는, 상기 전자석의 위치에 있어서 상기 강판의 판 두께 방향 양측에 판 폭 방향을 따라서 배치되고, 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하는 복수쌍의 제2 센서를 또한 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 (A)에서 상기 목표 교정 형상을 설정할 때,
(A1)상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에서 상기 강판을 주행시켰을 때, 상기 제2 센서에 의해 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 두께 방향의 위치를 측정하고,
(A2)상기 (A1)에서 측정된 위치에 기초하여 상기 전자석에 의해 전자력을 부가하지 않는 상태에 있어서의 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상을 계산하고,
(A3)상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2)에서 계산된 휨 형상에 따른 만곡 형상으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제16항에 있어서, 상기 (A3)에서는, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A2)에서 계산된 휨 형상과 판 두께 방향에 대칭인 만곡 형상으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제어 장치는,
상기 (A)에서 상기 목표 교정 형상을 설정할 때,
전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 통판 조건마다 상기 전자석에 의한 상기 강판의 판 폭 방향의 목표 교정 형상을 미리 정한 데이터 베이스를 사용하여 상기 목표 교정 형상을 설정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 (D)에 있어서,
전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 도금욕 내에 설치된 롤의 배치를 조정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제19항에 있어서, 상기 롤은, 상기 강판의 주행 방향을 연직 상방으로 변환하는 싱크 롤과, 상기 싱크 롤의 상방에 설치되고, 연직 상방으로 주행하는 상기 강판에 접촉하는 적어도 1개의 서포트 롤을 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 (D)에 있어서,
전자력을 부가한 상태에서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 소정의 범위 내가 되고, 또한, 상기 와이핑 노즐의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 미만이 되도록, 상기 서포트 롤에 의한 상기 강판의 압입량을 조정하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 (D)에 있어서,
상기 (C)에서 계산된 형상의 휨량이 상기 제1 상한값 이상인 경우, 또는, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 휨 형상의 휨량이 소정의 범위 외가 되는 경우, 상기 목표 교정 형상을, 상기 (A)에서 설정된 만곡 형상보다 작은 휨량의 만곡 형상으로 재설정하여 상기 (B) 및 (C)를 반복하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제1 수치 해석은 가상 롤을 사용하여 행해지는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제2 수치 해석에 있어서, 스프링 상수를 사용하여 상기 강판의 상기 진폭이 계산되는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 전자석의 제어 방식은 PID 제어이며,
상기 (G) 공정에서는,
상기 제어 게인으로서 상기 PID 제어의 비례 동작의 비례 게인을 저하시킴으로써 상기 진폭을 억제하는 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제18항에 있어서, 상기 전자석의 위치에서의 상기 강판의 판 폭 방향의 형상의 휨량의 범위는 2.0mm 이상인 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제1 상한값은 1.0mm이며, 상기 제2 상한값은 2.0mm인 것을 특징으로 하는, 강판 형상 제어 장치.